第3380回:峡谷之王大地裂缝,美国大峡谷地质史( 三 )



第3380回:峡谷之王大地裂缝,美国大峡谷地质史

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在由板块活动引起的造山运动以及地壳隆起的共同作用下,沉积岩被抬高上千英尺,从而形成了科罗拉多高原 。海拔的升高也导致了科罗拉多河流域降雨量的增加,但并未足以改变大峡谷地区半干旱的气候 。随后的山体滑坡及其它块体移动又造成了向源侵蚀与河流袭夺,种种的这些都倾向于加深、扩展干旱环境中的峡谷 。

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地壳隆起并不均匀,这就导致大峡谷的北岸比南岸高出三百多米,并且科罗拉多河与南岸更靠近些 。北岸高地降水量相对较高,其几乎所有径流都流向大峡谷中;而南岸高地的径流则顺着地势向着背离峡谷的方向流去 。这就加剧了峡谷的侵蚀,使科罗拉多河北岸的峡谷及其分支更快地拓宽 。
美国大峡谷是一个举世闻名的自然奇观,水量骤减的科罗拉多河穿流其中,它是联合国教科文组织选为受保护的天然遗产之一 。大峡谷位于美国亚利桑那州西北部的凯巴布高原上,是地球上最为壮丽的景色之一 。

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科罗拉多河在科罗拉多高原上共切割出近二十条主要峡谷,总面积为2724.7平方公里,其中最深、最宽、最长的一个就是大峡谷 。它全长446公里,是世界上最长的峡谷之一 。峡谷顶宽6至28公里,最深处1800米 。谷底水面不足 1000米宽,夏季冰雪融水,以前水深增至18米,现在不行了 。山石多为红色 。

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由于海拔差异,峡谷北岸的气温相对低于南岸 。冬季,该地区常有大量降雪 。从北岸观望,峡谷的扩张较为明显 。
大峡谷的边缘是一片森林,越往峡谷中走温度就越高,到峡谷底端则近似荒漠地带,因此大峡谷中包含了从森林到荒漠的一系列生态环境 。国家公园内的植物多达1500种以上、并有355种雀鸟、89种哺乳类动物、47种爬虫动物、9种两栖类动物、17种鱼类生活其中 。第26任美国老板西奥多罗斯福也是大峡谷的众多热爱者之一,他多次在此猎捕美洲狮或是欣赏风景 。

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大峡谷之所以如此之深、其岩层(大部分在海平面以下形成)如此高耸,可能要归功于大约6500万年以前科罗拉多高原将近1500至3000米的抬高 。这一抬高使科罗拉多河及其支流的倾斜度大大增加,从而加快了其流速、增强了其下切岩石的能力 。
科罗拉多河盆地(大峡谷是它的一部分)已有4000万年历史,但大峡谷本身的历史或许还不到600万年(大部分侵蚀是在最近200万年内才发生的) 。所有这些侵蚀的结果就是——造就了地球上最完全的地质宝库之一 。

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科罗拉多大学(University of Colorado)的丽贝卡·M·弗劳尔斯(Rebecca M. Flowers)和加州理工学院(California Institute of Technology)的肯尼思·A·法利(Kenneth A. Farley)使用了一种经过改进的测定年代的方法,其测量对象是磷灰石这种矿物中铀和钍原子经过放射性衰变后变成氦原子 。他们表示,这会导致谷底下面的岩石留下热记录,因为深处的岩石很烫,但距地表较近的岩石温度较低 。

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这两名地质学家称,分析这些数据可以揭示出,地表侵蚀在什么地方“挖出”了峡谷,以及大峡谷地区出现显著的“自然挖掘”距今已有多长时间 。他们在报告中得出结论称,大峡谷西段在大约7000万年前就基本形成了,那时的深度距离现代的深度在几百码以内 。

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在冰河时期,相对较潮湿的气候使古科罗拉多河水系的总水量有所增加,从而加快了其下切河道的速度 。

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530万年前,加利福尼亚湾(Gulf of California)被打开,使得古科罗拉多河河床位置降低 。这一变化直接导致下切侵蚀比例的增加 。从那时起至120万年前,古科罗拉多河下切到了与现在相差无几的深度 。如今呈阶梯状的岩壁是由差别侵蚀造成的 。

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